Diseño de un sistema de generación eléctrica de 42 MW, alimentado con gas natural y GLP

Electric power is one of the most important factors in the industrial sector. In Colombia, electric power is mainly produced by the use of hydroelectric resources and the hydrocarbons exploitation. According to UPME, natural gas is the third most used energy source in the world. However, given the decrease in the gas reserve in Colombia, it is necessary to visualize other energy sources that could be used like a backup fuel in the power generation plants. For this reason, the use of LPG was considered. This project is focused on the conceptual and basic design of an electric power generation plant located in Santa Rosa, Bolívar, able to produce 42 MW, with equipment that allows the combustion of natural gas and LPG to produce this amount of energy. Alternatives were proposed based on the different technologies able of meeting the energy requirements with natural gas and LPG, taking into account the place water limitation. Alternatives were evaluated using the performance, costs, reliability associated with the use of LPG, and the emissions generated in the process like evaluation criteria. Wartsila 20V34SG engine was chosen. Based on this alternative, the basic design of the gas and LPG supply system, the engine cooling system, and the exhaust system were done. According to NFPA 58 and ASME Boiler and pressure vessel norms, the detailed design of the LPG storage tank was carried out. When all the design phases were completed, the process diagram of each power plant's subsystems, the calculation memory, the manufacturing and detailed description drawings of the LPG tank were obtained. Achieving to comply, in this way, with the different restrictions and client needs with electric power plants regulations rules.La energía eléctrica es uno de los factores más importantes en el sector industrial. En Colombia, la energía eléctrica se produce mayormente por la utilización de recursos hidroeléctricos y la explotación de hidrocarburos. Según UPME, el gas natural es la tercera fuente de energía más utilizada a nivel mundial, sin embargo, dada la disminución de la reserva de gas en Colombia es necesario visualizar otras fuentes de energía que puedan servir de respaldo en las plantas de generación de energía. Es por esta razón que se planteó el uso del GLP como combustible de respaldo. Este proyecto está centrado en el diseño conceptual y básico de una planta de generación de energía eléctrica ubicada en Santa Rosa, Bolívar, capaz de producir 42 MW, con equipos que permitan la combustión de gas natural y GLP para producir dicha cantidad de energía. Se plantean alternativas basadas en las diferentes tecnologías, capaces de cumplir los requerimientos de energía tanto con gas natural como con GLP y teniendo en cuenta la limitación de agua en el sitio. Al realizar la evaluación de las alternativas propuestas, utilizando como criterios el desempeño, los costos, la confiabilidad asociada al uso del GLP y las emisiones generadas en el proceso, se escogió el motor de Wartsila 20V34SG. En base a la alternativa seleccionada se realizó el diseño básico del sistema de suministro de gas y de GLP, el sistema de refrigeración para el motor, y el sistema de gases de escape. Se realizó el diseño de detalle del tanque de almacenamiento de GLP de acuerdo con la norma NFPA 58 y Boiler and pressure vessel, code de ASME. Una vez se finalizan todas las fases de diseño se obtuvo el diagrama de proceso de cada uno de los subsistemas de la planta, la memoria de cálculos y los planos de fabricación y descripción detallada del tanque de GLP. Logrando de esta forma cumplir con las diferentes restricciones y necesidades del cliente, juntos con las normas de regulación de plantas de energía eléctrica